机翼及振动襟翼的非定常气动力计算

 <正> 1.引盲 研究细长翼及其前缘襟翼大幅度振动所引起的气动力,有助于了解非定常流的一些特点,对未来高机动飞机的设计和飞行控制也有重要意义。计算这种情况的气动力,因涉及大尺度非定常分离流问题,需要能模拟自由涡面变化的位流方法,如常值偶极子格网法〔‘、涡格法山。〕和混合涡法〔‘〕。这些方法及其应用还在发展中〔,,。〕。为拓展位流方法的应用范国,本文就涡格法对单、双三角翼带振动前缘襟翼的气动力进行了探讨     

船舶与海洋工程计算流体力学的研究进展与应用

本文着重介绍了中国航船科学研究中心在ＣＦＤ方面所具备的能力,内容有：粘性流中水面舰船尾流场计算;实船雷诺数１０＾９量阶的舰船尾流场和水动力性能的数值预报;实效伴流场－船体与螺旋浆相互作用的数值预报;     

一维非定常流的气体格子模型

本文研究气体格子模型的一维流动。阐述一般的简单气体格子族。利用2-速度系数模型研究了激波的形成、反射以及相互干扰。计入了不同的初始条件和边界条件。一维气体格子模型考虑了可压缩性和二维、三维模型的基本特性。     

粘性不可压流动压力修正的有限元计算

将ＳＩＭＰＬＥ方法压力修正思想应用于有限元方法，对粘性不可压缩流动的ＳＵＰＧ有限元方程，建立将压力与速度分离，进行压力修正迭代的计算格式；对典型算例进行多个Ｒｅ数的层流，湍流计算，显示此方法具有良好的收敛性和精度。     

直接求解变比热斜冲波接体最大尖劈角与最小马赫数

由于按强弱两波角接近的方法收敛精度不高，进一步导出直接求解变比热斜冲波接体最大尖劈角与最小马赫数的公式及解法，并用双精度计算机程序作出例题，得出由最大失劈角可反求出原给定马赫数为最小马赫数的满意结果。同时也给出相应定比热ｋ＝１．４结果的百分误差。     

变比热平行混合近似解

平行混合变比热改进解析解，合理、简明、快捷，定比热解误差大。在准确的改进解与定比热解之间，探索了几种简化的近似解，从中看出，冷、热、混三气各简化按其自身静温比热比ｋ＿Ｔ作计算的近似解，结果总的误差较小，可供参照取用。算例包括不等总压及等总压混合，并对等总压混合后总压降低作出初步分析。     

部分充液悬臂转子在不稳定区的动力特性

 描述了试验中部分充液转子系统在失稳过程中的动力特性,注意了转子在不稳定区的涡动频率和方向,流体表面的状态与转子失稳之间的关系;研究了充液量对转子的涡动频率和不稳定区的影响。报道了部分充液转子系统在失稳过程中的一些重要现象,为深入研究部分充液转子系统失稳机理提供了实验依据。     

一种改进的非定常激波装配算法

基于非结构动网格技术和格心型有限体积方法,提出一种改进的非定常激波装配算法,进一步拓展了其在包含有运动激波的非定常流场的应用范围。首先,针对激波在直/曲壁面传播这类问题,分别建立了壁面间断节点的运动模型;其次,为保证激波在大范围运动时装配阵面不产生失真,基于Bézier曲线拟合方法实现了间断节点分布的自动重构;接着,通过嵌入局部网格自动重构模块,提高了算法的计算效率和自动化程度;最后,对于激波相交点的运动,设计了一种根据位移推算速度的方法进行装配。数值算例表明,所提算法能够有效地处理激波传播问题,相比激波捕捉方法可以提取更多的流场信息,同时可以获得流场间断更加直观清晰的图谱。     

Efficient aerodynamic shape optimization using variable-fidelity surrogate models and multilevel computational grids

A variable-fidelity method can remarkably improve the efficiency of a design optimization based on a high-fidelity and expensive numerical simulation, with assistance of lower-fidelity and cheaper simulation(s). However, most existing works only incorporate “two” levels of fidelity, and thus efficiency improvement is very limited. In order to reduce the number of high-fidelity simulations as many as possible, there is a strong need to extend it to three or more fidelities. This article proposes a novel variable-fidelity optimization approach with application to aerodynamic design. Its key ingredient is the theory and algorithm of a Multi-level Hierarchical Kriging (MHK), which is referred to as a surrogate model that can incorporate simulation data with arbitrary levels of fidelity. The high-fidelity model is defined as a CFD simulation using a fine grid and the lower-fidelity models are defined as the same CFD model but with coarser grids, which are determined through a grid convergence study. First, sampling shapes are selected for each level of fidelity via technique of Design of Experiments (DoE). Then, CFD simulations are conducted and the output data of varying fidelity is used to build initial MHK models for objective (e.g. C_D) and constraint (e.g. C_L, C_m) functions. Next, new samples are selected through infill-sampling criteria and the surrogate models are repetitively updated until a global optimum is found. The proposed method is validated by analytical test cases and applied to aerodynamic shape optimization of a NACA0012 airfoil and an ONERA M6 wing in transonic flows. The results confirm that the proposed method can significantly improve the optimization efficiency and apparently outperforms the existing single-fidelity or two-level-fidelity method.     

DDES延迟函数在超声速底部流动中的性能分析

DDES是广泛应用的一类RANS/LES混合方法,其通过引入延迟函数保证近壁区的RANS模化,对分离流动十分有效。目前DDES已发展了多种不同的延迟函数,但对各延迟函数的性能特点认识尚不够充分,尤其缺乏超声速流动中的相关研究。围绕DDES方法中不同延迟函数开展研究工作,选取超声速底部流动作为测试算例,通过与实验数据的系统对比分析,考察不同延迟函数在超声速分离流动中的分布规律、作用效果及模型求解能力。研究表明,不同延迟函数作用范围与求解能力存在差异,其中DDES-F1能够在起到保护作用的同时不损害模型的求解精度,对该流动较为有效,所得结果与实验数据吻合较好。